專利名稱：一種以菊芋或菊苣為原料制造菊粉的新方法
專利說明一種以菊芋或菊苣為原料制造菊粉的新方法 本發(fā)明涉及一種以菊芋或菊苣為原料制造菊粉的方法。
本發(fā)明還涉及菊粉作為新資源食品，飼料，醫(yī)藥配料或添加劑的應用。菊粉(Inulin)是一種具有一定聚合度分布的果聚糖和/或低聚果糖的混合物，通常用GFn表示(這里G表示葡萄糖基團，F(xiàn)表示果糖基團，n為分子中果糖基團的果糖分子數(shù))。它是近十年來一種獲得商業(yè)化應用的新資源食品配料，食品添加劑，飼料添加劑或醫(yī)藥原料。菊粉是一種天然的碳水化合物，具有低熱量、低脂肪、低糖分的良好特性，同時它是一種功能性低聚糖，又是一種可溶性膳食纖維，因此，這些優(yōu)良的特性使得菊粉在食品，功能食品，飼料，醫(yī)藥，化妝品和輕工等領域有著廣泛的應用。
果聚糖(Fructan)是菊粉的最主要成份，它是除淀粉之外植物碳水化合物的又一種儲存形式，所以果聚糖普遍存在于植物的體內(nèi)，而在一些草本植物的根，莖或葉中含量更為豐富，例如洋蔥、洋薊、菊苣、菊芋、蘆筍、大麗花根等。所以，菊粉都是以植物為原料制備或生產(chǎn)的。實際上，采用的原料不同，其制備方法也不同，所得到的菊粉成份或果聚糖聚合度分布也不同，這樣，其產(chǎn)品性能和應用范圍也各有所不同。
果聚糖是指果糖基團之間或果糖基團與葡萄糖基團之間通過β(2-1)鍵聯(lián)而成的不同鏈長碳水化合物的混合物。一般地說，由植物提取所得到的菊粉是聚合度DP 2-100果聚糖的混合物，其分布特性通常用聚合度DP和平均聚合度av.DP來表達或描述。一般地，DP值小于10的果聚糖稱為低聚菊粉，10≤DP 40的果聚糖稱為中聚菊粉，DP值大于40的果聚糖稱為高聚菊粉。低聚菊粉的物化性質(zhì)與低聚糖相近，高聚菊粉的物化性質(zhì)與膳食纖維相近。
菊粉產(chǎn)品獲得商業(yè)化應用以來，取得了快速的發(fā)展。菊粉的制備或生產(chǎn)方法不斷被改進，產(chǎn)品規(guī)格也越來越多，應用領域也在擴大。俄羅斯專利RU 2 131 252提出了一種以干燥菊芋為原料制取菊粉的方法。該方法采用干燥后的菊芋塊莖在磨粉后用熱水浸泡，再采用乙醇等有機溶劑重結(jié)晶分離出菊粉。該方法工藝過程復雜，需要多次進行水萃取—有機溶劑重結(jié)晶等單元操作，因此，溶劑消耗大(例如每1千克菊粉產(chǎn)品需消耗3.5～4千克乙醇)，菊粉總收率低(僅為55％，干基重量計)，同時菊粉產(chǎn)品存在較低程度的變性。
RU 2 175 239提出一種用堿金屬水溶液萃取菊芋，再用有機溶劑重結(jié)晶制取較高聚合度菊粉的方法，這種方法具有前述RU 2 131 252同樣的缺陷。RU 2 001 621和RU 2 066 965也提出采用磨漿處理菊芋、菊苣、大麗花根或其它富含菊粉的原料，并采用超濾方式精制其漿液的方法。這些方法只能制備低純度的菊粉產(chǎn)品，而且超濾困難，難以實現(xiàn)規(guī)?；木辗凵a(chǎn)。
美國專利US 4 285 735提出一種以大麗花根為原料，采用壓榨和離心方法獲得榨取液，然后精制榨取液而制備高聚合度菊粉的方法，其中加熱使所含的蛋白質(zhì)變性凝絮，然后冷卻結(jié)晶分離得到菊粉。采用該方法制備的菊粉平均聚合度約為30，幾乎不含低聚菊粉。
WO 89/09 288提出了一種典型的菊粉制備方法。該方法采用了典型的甜菜制糖工藝，只是以菊芋或菊苣為原料制取菊粉。該工藝過程為原料清理清洗，切絲，熱水浸取，固液分離，浸取液凈化，濃縮得到10～85％溶液或漿狀成品。該方法制取的產(chǎn)品成份組成為單糖(G+F+GF)10～20％，三聚糖(GF2)10～20％，四聚糖(GF3)8～15％，多聚糖(n4)72～45％(以干基重量計)。雖然該方法能得到較多的菊粉產(chǎn)品，菊粉總收率約為91％，但該方法所得菊粉或果聚糖產(chǎn)品仍然有較高含量的鹽份、色素、雜味物質(zhì)等雜質(zhì)，特別是含有10～20％單糖和蔗糖，這些缺陷大大限制了這種菊粉產(chǎn)品的應用。制備固體狀產(chǎn)品時，因采用“真空閃蒸干燥”法而得到溶解性差的菊粉。
US 5 254 174對WO 89/09 288所提出的方法進行了改進，其中增加了用離子交換樹脂脫鹽脫色，采用色譜分離或納濾方法分離單糖和蔗糖，該方法能有效降低雜質(zhì)的含量，但單糖的脫出率只有50～75％，而產(chǎn)品收率也相應地降低了(小于80％)。
WO94/12 541專利也描述了一種采用色譜分離法從菊芋萃取液中脫去單糖的方法，單糖和蔗糖脫除率達到95％以上，但該方法在有效分離單糖的同時也降低了目標產(chǎn)物的收率(僅色譜分離工序使多聚糖收率降低10～25％)。
歐洲專利EP 0 787 745提出以超濾技術(shù)凈化各種植物菊粉的水溶液提取物的方法，本方法以膜分離超濾處理粗菊粉溶液，脫去其中所含的蛋白質(zhì)，有機酸，可還原性單糖等雜質(zhì)。但由于粗菊粉溶液雜質(zhì)含量高，對膜污染嚴重，因此該方法難以在工業(yè)化生產(chǎn)過程中獲得應用。要解決的問題本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中高菊粉產(chǎn)品純度與低產(chǎn)品收率之間的矛盾，提出一種以菊苣或菊芋為原料制備菊粉的方法，該方法能夠制得低糖含量(G+F+GF≤10％)的高純度菊粉產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一目的是采用上述方法獲得的易溶性粉狀菊粉產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法可滿足工業(yè)化生產(chǎn)菊粉的經(jīng)濟技術(shù)要求。
技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種以菊芋或菊苣根莖為原料制備菊粉的方法，其特征在于該方法包括下述步驟1)菊芋或菊苣根莖原料的預處理；2)經(jīng)預處理的菊芋或菊苣根莖用熱水進行萃取，得到萃取液；3)所述的萃取液經(jīng)發(fā)酵脫糖，得到脫糖發(fā)酵液；
4)所述的脫糖發(fā)酵液進行堿化，然后中和，再過濾除去雜質(zhì)，得到凈化液；5)所述的凈化經(jīng)濃縮、干燥得到本發(fā)明的產(chǎn)品。
所述的預處理是除去菊芋或菊苣根莖或塊莖中雜質(zhì)，隨后切細或打成漿狀。
然后，用所述熱水萃取，萃取的水量是以重量計為所述原料重量的0.5～10倍，萃取溫度40℃～100℃，萃取時間不限。
萃取所得到的萃取液首先進行滅菌，然后接入酵母菌菌種進行發(fā)酵，以脫除萃取液中的葡萄糖、果糖和蔗糖成份。這里所能采用的酵母菌包括所有能利用葡萄糖，蔗糖，果糖為糖源的，不利用或少利用三糖和多糖物質(zhì)的，同時不產(chǎn)生對人體有毒有害發(fā)酵產(chǎn)物的各種酵母菌。
然后，發(fā)酵后的萃取液通過堿化，然后中和，再過濾除去除雜質(zhì)的步驟，該步驟可進行一次或重復多次，以充分脫除菊粉溶液中的蛋白質(zhì)、有機酸、膠體、色素、發(fā)酵產(chǎn)物多種雜質(zhì)。
優(yōu)選地，往發(fā)酵的萃取液加入堿，將其溶液PH值調(diào)整為強堿性，再往這種強堿性溶液加入酸，將其中和為弱堿性，中性或酸性，從而產(chǎn)生沉淀，以固液過濾分離的方式脫除非菊粉類雜質(zhì)。
所述的堿是堿土金屬氧化物或氫氧化物；所述的酸是磷酸，硫酸或二氧化碳氣體。
凈化后的菊粉溶液再采用壓力式噴霧干燥或離心式噴霧干燥方式脫去水份，制成固體粉末狀菊粉產(chǎn)品。
采用本發(fā)明生產(chǎn)方法生產(chǎn)的低糖含量、易溶性粉狀菊粉產(chǎn)品在功能食品、飼料和醫(yī)藥中的應用。
前面所述的原料預處理包括對菊芋或菊苣根莖或塊莖進行除草、除石、除泥，水洗凈，隨后將其菊芋或菊苣根莖或塊莖切成細絲狀、薄片狀或打成漿狀，其厚度為0.2～20毫米，優(yōu)選地，其厚度1～3毫米。
切成細絲狀、薄片狀或打成漿狀的原料加入萃取器用熱水浸泡萃取，優(yōu)選地使用軟化熱水浸泡萃取，萃取使用的設備可以是各種已知類型的萃取設備，更具體地，萃取時水的加入量以重量計是所述原料重量的0.5～10倍，優(yōu)選地是1～2倍，萃取溫度是40℃～100℃，優(yōu)選地為80℃～90℃，萃取時間不受限制，最佳地選定為20～30分鐘，萃取時可采用攪拌或其它混合方式加速萃取過程，如果采用攪拌進行萃取，可以使用本技術(shù)領域的技術(shù)人員已知的任何攪拌設備進行攪拌。萃取完成后，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的分離方法將菊芋或菊苣粕與萃取液進行固液分離，可以使用本技術(shù)領域的技術(shù)人員已知的任何固液分離設備分離除去菊芋或菊苣粕，這樣得到3～25重量％粗菊粉溶液。所得到的菊芋或菊苣粕是一種良好的飼料。
該粗菊粉溶液含有蛋白，有機酸，膠體，色素等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)需要脫除，該溶液還含有葡萄糖，果糖，蔗糖等糖分，同樣也需要脫除，否則得不到高純度的菊粉或果聚糖產(chǎn)品。為此，本發(fā)明人經(jīng)過大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)采用發(fā)酵方法從粗菊粉溶液中脫出糖分具有意料不到的有益效果。與現(xiàn)有的色譜分離方法，超濾方法或納濾方法相比，本發(fā)明的發(fā)酵方法有三個方面的優(yōu)勢一、不需要對粗菊粉溶液進行條件苛刻的預處理，即不需要采用超濾方法或離子交換方法對溶液進行預處理，因此，簡化了工藝過程；二、可使糖分(其中包括單糖和雙糖)與多聚糖完全分離，即在脫出糖分的同時還可保證多聚糖不流失或不消耗，從而提高了目標產(chǎn)物的回收率；三、本發(fā)明的方法不采用超濾或離子交換，這樣本發(fā)明方法沒有離子交換樹脂或濾膜清洗，再生等步驟，由此省去使用酸，堿，鹽類物質(zhì)，隨之消除由這些物質(zhì)產(chǎn)生的廢料。
所述的萃取液首先進行高溫滅菌，例如采用巴氏滅菌法，滅菌后溶液溫度控制在20℃～40℃，然后接入酵母菌菌種。凡是能以葡萄糖，蔗糖，果糖為糖源的，不利用或少利用三糖和多糖物質(zhì)的，但不產(chǎn)生對人體有毒有害發(fā)酵產(chǎn)物的各種酵母菌均可作為本發(fā)明使用的菌種，例如異常漢遜氏酵母、釀酒酵母、卡爾斯伯酵母、球擬酵母、脆壁酵母等都可以作為本發(fā)明酵母菌的使用選擇；不宜或不能采用產(chǎn)朊假絲酵母、魯氏酵母、白假絲酵母等。
選擇的酵母菌以萃取液中的糖分(G+F+GF)為培養(yǎng)基發(fā)酵，一般地均采用有氧發(fā)酵，發(fā)酵溫度為25℃～35℃，發(fā)酵時間10～48小時。為使發(fā)酵過程最佳化，達到最佳的脫糖效果(脫糖率不低于85％)，必須根據(jù)按上述原則選擇的酵母菌菌種，確定萃取液發(fā)酵的接種量，溫度，通氣量，PH值，發(fā)酵時間等各項工藝參數(shù)，本技術(shù)領域的技術(shù)人員可以通過一定試驗很容易確定這些條件。發(fā)酵后的萃取液升溫到40℃～90℃，并保持5分鐘以上，然后進行溶液的凈化處理。
本發(fā)明亦可先進行凈化處理再進行發(fā)酵脫糖，這樣此發(fā)酵液經(jīng)過濾除去菌體和懸浮物質(zhì)，分離出來的酵母蛋白是一種性能優(yōu)異蛋白飼料。
所述的凈化是發(fā)酵后的萃取液通過堿化，然后中和，再過濾除去雜質(zhì)的步驟，可進行一次或多次凈化操作，該凈化步驟能脫除蛋白質(zhì)、有機酸、膠體、色素、發(fā)酵產(chǎn)物多種雜質(zhì)。具體地，該步驟是往所述發(fā)酵后的萃取液加入堿，將其溶液PH值調(diào)整為強堿性，再往這種強堿溶液加入酸，將其中和為弱堿性，中性或酸性，由此產(chǎn)生沉淀以脫除雜質(zhì)。這種凈化操作可在溶液溫度為25～105℃下進行，以溫度60～80℃為佳，以便保持高聚合度多聚糖成份呈溶解狀態(tài)。
前面所述的堿選自堿土金屬氧化物或氫氧化物，具體地如氧化鈣，氧化鎂，氫氧化鈣，氫氧化鎂等，優(yōu)選地是含鈣的堿。加入堿的量足以使已發(fā)酵萃取液的PH值達到pH＝10～14強堿性溶液。堿的加入方式可以是一次性加入或分次加入。
中和所使用的酸為硫酸，磷酸，二氧化碳氣體或其它能形成不溶性鈣鹽或鎂鹽沉淀的各類酸性化合物，優(yōu)選地是二氧化碳氣體。加入酸的量足以使已發(fā)酵萃取液的pH值達到pH 9.8以下的弱堿性或酸性溶液。酸的加入方式可以是一次性加入或分次加入。
所述凈化步驟產(chǎn)生的沉淀或絮狀沉淀可采用通常的固液過濾方法和設備進行分離。分離出的固相(其中包含無機鹽、蛋白質(zhì)、有機酸、其它碳水化合物等)在干燥后可用作一般復配飼料添加劑的組分；過濾分離得到的萃取液或菊粉溶液是一種脫除非菊粉成份的凈化溶液，該溶液是淺黃色或無色的，含有5～35重量％菊粉。
本發(fā)明通過發(fā)酵與凈化步驟后各類非菊粉成份總脫除率高于85％，同時菊粉(果聚糖)收率高于90％。
已凈化的菊粉溶液然后以薄膜蒸發(fā)或真空薄膜蒸發(fā)方式進行菊粉溶液蒸發(fā)濃縮，并蒸發(fā)脫除發(fā)酵過程產(chǎn)生的低沸點有機物，根據(jù)蒸發(fā)濃縮的程度，可以得到10％～45％含量的菊粉溶液產(chǎn)品或45％～85％含量的菊粉糖漿產(chǎn)品。
與以往菊粉制備方法相比，由于本發(fā)明的方法在蒸發(fā)濃縮前有效脫除了可還原性單糖成份，在蒸發(fā)濃縮過程中菊粉溶液或菊粉糖漿不會造成色素等有色物質(zhì)的增加，所以不需要離子交換或活性碳脫色步驟，這樣避免了廢舊活性碳排放處理問題。
已凈化的菊粉溶液或濃縮后的菊粉糖漿可直接地以噴霧干燥方式干燥成粉末狀產(chǎn)品。優(yōu)選地，采用壓力式噴霧干燥方式，不僅能使最終產(chǎn)品水份含量控制在3重量％以下，而且菊粉產(chǎn)品具有良好的固體分散性和水溶解性。
有益效果本發(fā)明方法所得到菊粉產(chǎn)品的碳水化合物組成如下(以干基重量計)葡萄糖+果糖+蔗糖總含量1～8％三聚糖3～15％四聚糖5～20％多聚糖(GFn，n 4) 91～57％由此可見，本發(fā)明的菊粉產(chǎn)品達到高純度(∑GFn 90％，其中n 2)菊粉產(chǎn)品要求。
本發(fā)明方法制備的菊粉平均聚合度為8～15，其中低聚菊粉含量為40～60重量％，中聚菊粉含量40～50重量％，高聚菊粉含量小于10％，這樣，本發(fā)明產(chǎn)品兼具低聚糖和膳食纖維的雙重特性，特別適用于功能食品，飼料和醫(yī)藥行業(yè)應用。
本發(fā)明方法制備的菊粉糖份(G+F+GF)含量小于8％，從而成為有益的低熱量食品配料(熱量小于2.3千卡/克)。
本發(fā)明方法制備的菊粉產(chǎn)品溶解性能高，達到＞8克/100克水(25℃)。
本發(fā)明除簡化工藝步驟外，還提高了以粗萃取液中菊粉為基的目標產(chǎn)物(果聚糖)的收率，菊粉總收率高于90％，通常為91～93％。
本發(fā)明方法各過程均不產(chǎn)生污染物或廢料，是一種十分有利于環(huán)境保護的菊份生產(chǎn)方法。
由此可見，本發(fā)明方法是一種生產(chǎn)成本低廉，產(chǎn)品性能高，無環(huán)境污染的菊粉生產(chǎn)方法，這種方法適合于工業(yè)化生產(chǎn)菊粉產(chǎn)品，特別是適用于使用經(jīng)技術(shù)改造的甜菜糖廠生產(chǎn)裝置生產(chǎn)菊粉產(chǎn)品。本發(fā)明的方法既可以連續(xù)方式，也可以間隙方式生產(chǎn)多規(guī)格菊粉產(chǎn)品。
以菊芋或菊苣中為原料采用本發(fā)明方法生產(chǎn)得到的菊粉產(chǎn)品，其果聚糖聚合度分布合理，是一種十分理想的食品配料、功能性食品添加劑及醫(yī)藥工業(yè)的原配材料，它即是一種水溶性的膳食纖維，又是一種良好的脂肪替代品，也是一種與功能性低聚糖相當?shù)碾p歧桿菌增殖因子，同時它又是生產(chǎn)低聚果糖、高果糖漿、結(jié)晶果糖的優(yōu)異原料，在功能性食品行業(yè)用途越來越廣。本發(fā)明以菊芋或菊苣為原料生產(chǎn)菊粉的方法，不但能得到具有上述獨特特點或性能的菊粉產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟意義，同時能利用野生菊芋資源或菊苣作物資源，帶動和促進新經(jīng)濟農(nóng)業(yè)作物產(chǎn)業(yè)的形成，具有重要的社會效益和生態(tài)建設意義。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例1本實施例使用現(xiàn)有甜菜制糖生產(chǎn)裝置制備菊粉溶液。使用水洗裝置除去新鮮菊芋中的泥土、沙石，雜草等異物后，重300噸菊芋被連續(xù)輸入盤式切絲機，切成5×5×10～100毫米的細絲，然后輸入逆流轉(zhuǎn)筒式萃取器，330噸加熱后的軟化水連續(xù)計量通入該萃取器，在萃取溫度80℃下萃取35分鐘，從萃取后的物料分離除去菊芋粕，得到520立方米萃取液，即得到菊粉粗溶液574噸。該溶液固形物含量為9.22重量％，固形物組份分析結(jié)果如下表1表1萃取液成份分析結(jié)果(干基重量計)成份 重量％多(果)聚糖(GFn，n 2) 72.3％葡萄糖+果糖+蔗糖 13.3％蛋白質(zhì)7.1％其它碳水化合物3.9％灰份 1.8％其它雜質(zhì) 0.6％將所得到的菊粉粗溶液1000千克加入1.5立方米反應釜中，在其溶液溫度40℃下慢慢加入工業(yè)級氧化鈣乳液，將溶液的PH值調(diào)節(jié)到11.0，同時控制溶液溫度為70℃，經(jīng)攪拌均勻后繼續(xù)加入氧化鈣乳液，進一步將溶液的PH值調(diào)節(jié)到12.5，隨后向萃取液中通入CO2氣體，通入CO2氣體使PH下降到10.8時過濾，并用少量水洗滌濾餅，濾液再加熱至80℃，繼續(xù)通入CO2氣體，至溶液PH下降到9.0時過濾，然后加入少量軟化熱水洗滌濾餅，洗滌水合并得到濾液(萃取液P)1045千克(固形物含量為7.2重量％)。然后將萃取液P在加熱情況下用活性碳脫色后，得到的菊粉溶液加入降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮，至固形物含量為55重量％為止。固形物組份分析結(jié)果列于下表2(以干基重量計)表2未脫糖分菊粉成份分析結(jié)果(干基重量計)成份 重量％多(果)聚糖(GFn，n 2) 79.1％葡萄糖+果糖+蔗糖 16.3％灰份 3.5％
其 它 1.1％多聚糖(菊粉)產(chǎn)品(GFn，n 2)收率以重量計為91.1％。
取前面得到的萃取液P 10千克，分別通過150×2200mm陽離子交換柱(裝有美國產(chǎn)Duolite牌C20型樹脂)和150×2200mm陽離子交換柱(裝有美國產(chǎn)Duolite牌A378型樹脂)，得到脫鹽脫色后菊粉溶液12千克，固形物含量為5.8％。然后用150×6000mm鈉型離子交換柱(裝有美國產(chǎn)Duolite牌C204型樹脂)進行糖分色譜分離，多聚糖餾分用軟化水洗出，合并前餾份得到脫糖后的菊粉溶液32.5千克，固形物含量為2.1重量％。該溶液采用玻璃制降膜蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮至固形物含量約為75％菊粉糖漿，然后使用真空閃蒸干燥器，在進口溫度90，30mmHg真空度條件下干燥得到水份含量為4.5％的固體粉末菊份產(chǎn)品476克。產(chǎn)品分析結(jié)果如表3所示表3色譜脫糖菊粉成份分析結(jié)果(干基重量計)成份 重量％多(果)聚糖(GFn，n 2) 95％蔗糖(無單糖) 4.6％灰份 ＜0.1％其它 0.3％該產(chǎn)品平均聚合度為16，多聚糖重量收率為76.7％。
實施例2取實施例1制備的菊粉萃取液5噸，加入8立方米不繡鋼發(fā)酵罐中，在溫度95℃下滅菌15分鐘，然后降溫到30℃并恒溫，接入RasseII 12號酵母菌(中國科學院微生物研究所CGMCC收藏號2.630)，接種量按溶液量的0.5‰計，調(diào)節(jié)溶液PH值為控制在3.8～4.0，每隔半小時通入無菌空氣5分鐘，在此條件下發(fā)酵20小時后升溫到40℃，再泵入8立方米的凈化釜內(nèi)。
將配置好的20Bé氫氧化鈣乳液加入凈化釜內(nèi)，將溶液的PH值調(diào)節(jié)到11.0，這時控制溶液溫度為70℃，經(jīng)攪拌均勻后繼續(xù)加入氫氧化鈣乳液，再將溶液的PH值調(diào)節(jié)到12.5，隨后向萃取液中加入70％磷酸，使該溶液的PH下降到10.8，過濾沉淀物，并用少量水洗滌濾餅，濾液加熱至溫度80℃，繼續(xù)加入70％濃度的磷酸，將這種溶液的PH降低到9.0，生成的沉淀經(jīng)過濾，濾餅用少量熱的軟化水洗滌，洗滌液合并，于是得到5.4噸菊粉凈化液，其固形物的含量為7.6重量％。
上述處理的溶液蒸發(fā)濃縮至固形物含量為62重量％，得到菊粉糖漿產(chǎn)品。其固形物組份分析結(jié)果如表4所列(干基重量計)表4脫糖-凈化菊粉成份分析結(jié)果(干基重量計)成份 重量％多聚糖(GFn，n 2) 92.7％葡萄糖+果糖+蔗糖 4.4％灰份 1.2％其它 1.7％該產(chǎn)品平均聚合度為12，多聚糖重量收率為91.4％。
采用國產(chǎn)每小時干燥能力為20千克的壓力式噴霧干燥器干燥上述菊粉糖漿產(chǎn)品，熱空氣進口溫度150℃，這樣得到水份含量為2.3％的白色粉末狀菊粉416千克。該產(chǎn)品在25℃水中的溶解度為8.2克/100克水。
實施例3取實施例1制備的菊粉萃取液5噸，然后按實施例1凈化步驟凈化這種萃取液，得到5.3噸凈化萃取液P，其固形物含量為7.1重量％。然后按實施例2中所述條件通氣發(fā)酵，發(fā)酵后的溶液升溫至70℃并保持15分鐘，然后用板框式過濾器過濾發(fā)酵產(chǎn)生的菌體和懸浮物質(zhì)，得到5.4噸脫糖后的菊粉溶液，其固形物含量為6.2重量％。
上述處理的溶液蒸發(fā)濃縮至固形物含量為50重量％，得到菊粉糖漿產(chǎn)品。其產(chǎn)品組份分析結(jié)果如表5所示(干基重量計)表5凈化-脫糖菊粉成份分析結(jié)果(干基重量計)成份 重量％多聚糖92.9％葡萄糖+果糖+蔗糖 3.8％灰份 1.5％其它 2.0％該產(chǎn)品平均聚合度為12，多聚糖重量收率為90.6％。
采用壓力式噴霧干燥器干燥上述菊粉糖漿產(chǎn)品，熱空氣進口溫度170℃，這樣得到333千克水份含量為2.5％的白色粉末狀菊粉。
由實施例1與實施例2和3所得到的結(jié)果清楚地看到，本發(fā)明生產(chǎn)的菊粉平均聚合度明顯低于現(xiàn)有技術(shù)，而菊粉總收率遠高于現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種以菊芋或菊苣根莖為原料制備菊粉的方法，其特征在于該方法包括下述步驟1)菊芋或菊苣根莖原料的預處理；2)經(jīng)預處理的菊芋或菊苣根莖用熱水進行萃取，得到萃取液；3)所述的萃取液經(jīng)發(fā)酵脫糖，得到脫糖發(fā)酵液；4)所述的脫糖發(fā)酵液進行堿化，然后中和，再過濾除去雜質(zhì)，得到凈化液；5)所述的凈化經(jīng)濃縮、干燥得到本發(fā)明的產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的預處理是除去菊芋或菊苣根莖或塊莖中雜質(zhì)，隨后切細或打成漿狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱水萃取時萃取的水量是以重量計為所述原料重量的0.5～10倍，萃取溫度40～100℃，萃取時間不限。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的萃取液首先進行滅菌，然后接入酵母菌菌種進行發(fā)酵，以消除萃取液中的葡萄糖、果糖和蔗糖成份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的酵母菌包括所有能利用葡萄糖，蔗糖，果糖為糖源的，不利用或少利用三糖和多糖物質(zhì)的，同時不產(chǎn)生對人體有毒有害發(fā)酵產(chǎn)物的各種酵母菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于發(fā)酵后的萃取液通過堿化，然后中和，再過濾除去雜質(zhì)的步驟可進行一次或多次，以充分脫除蛋白質(zhì)、有機酸、膠體、色素、發(fā)酵產(chǎn)物等多種雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于往發(fā)酵的萃取液加入堿，將其溶液PH值調(diào)整為強堿性，再往這種強堿性溶液加入酸，將其中和為弱堿性，中性或酸性，從而產(chǎn)生沉淀，以固液過濾分離的方式脫除非菊粉類雜質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的堿是堿土金屬氧化物或氫氧化物；所述的酸是磷酸，硫酸或二氧化碳氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用壓力式噴霧干燥或離心式噴霧干燥方式將凈化后的菊粉溶液脫去水份，制成固體粉末狀菊粉產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利所述方法生產(chǎn)的低糖含量、易溶性粉狀菊粉產(chǎn)品在功能食品、飼料和醫(yī)藥中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以菊芋或菊苣為原料制造菊粉的方法。該方法包括菊芋或菊苣原料的預處理，預處理料萃取分離，萃取液發(fā)酵脫糖，菊粉溶液凈化，菊粉糖漿和固體菊粉成品制備等步驟。本發(fā)明方法制備的菊粉產(chǎn)品具有純度高，果聚糖聚合度分布合理，產(chǎn)品低溫溶解性高的顯著特點。本發(fā)明的方法工藝過程簡單，菊粉收率高，不產(chǎn)生廢料，特別適用于工業(yè)化生產(chǎn)菊粉。
文檔編號A23L3/3571GK1531863SQ03119619
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月18日
發(fā)明者殷洪, 楊國強, 殷 洪 申請人:北京威德生物科技有限公司